Как работает автоматика безопасности газовых котлов

Датчик пламени- датчик тяги- бимиталлическая пластина АПОК-1

АПОК-1 Механический д атчик тяги-пламени. (бимиталлическая пластина)

• 
• Удалить этот товар из списка моих любимых
• Добавить товар в Избранное
• Печать

• Подробнее
• Отзывы

Датчик пламени- датчик тяги- бимиталлическая пластина АПОК-1

Для безопасной и автоматической работы газового котла отопления предусмотрена система защиты и автоматики. Она отвечает за поддержание заданного температурного режима, а также за безопасную эксплуатацию агрегата. Одним из основных элементов защиты агрегата является датчик тяги газового котла.

1 Назначение датчика тяги

2 Устройство и принцип действия датчика тяги

3 Причины срабатывания датчика тяги

4 Популярные модели датчиков тяги для газовых котлов

Назначение датчика тяги Датчик тяги или термореле – это устройство для определения интенсивности тяги в дымоходе газового котла. Его основной функцией является подача своевременного сигнала о недопустимой величине тяги в котле.

Неисправность датчика тяги может обернуться аварийной ситуацией. Ведь наличие достаточной тяги нужно не только для вытягивания дыма, но и для эффективного сжигания газа. Если не будет тяги, то и горение будет нестабильным, а это может сказаться на целостности всего агрегата. Плохая тяга может стать причиной того, что тухнет газовый котел.

Устройство и принцип действия датчика тяги Существует 2 типа газовых котлов: с естественной и принудительной тягой. Датчики тяги в них тоже разные. В котлах с естественной тягой применяется камера сгорания открытого типа, и тяга создается за счет подбора правильных размеров дымохода (высота и сечение). В таких агрегатах применяется датчик тяги на основе биметаллического элемента. Это пластина определенных размеров с закрепленным на ней контактом. Она устанавливается в газовом тракте агрегата и реагирует на изменение температуры. Если тяга в котле хорошая, то температура будет низкая. При падении интенсивности тяги температура начнет расти и вызывать расширение металла пластины. Ее материал подобран таким образом, что при достижении критической температуры контакт разъединяется и газовый клапан закрывается. После падения температуры клапан снова замыкается. Критическая температура устанавливается заводом-изготовителем газового котла и может быть расположена в диапазоне 75-950С.

На заметку. «Обратная тяга» — это явление происходит при отсутствии разрежения в камере сгорания. Его можно наблюдать только в котлах с естественной тягой и открытой камерой сгорания. При нормальной работе котла происходит постоянное всасывание воздуха в камеру сгорания, а если тяга пропадет, то дым пойдет в обратную сторону, не из помещения, а в него. Это и есть «обратная тяга».

В котлах с принудительной тягой установлена камера сгорания закрытого типа, а тяга создается за счет работы вентилятора. Поэтому в таких котлах применяется датчик тяги в виде пневмо реле. Он обеспечивает контроль над работой вентилятора и интенсивностью удаления продуктов сгорания. Датчик представляет собой мембрану, прогибающуюся от воздействия потока дымовых газов, который создает дымосос. Если поток ослабевает, то напряжение мембраны спадает, в определенный момент происходит размыкание контактов и газовый клапан закрывается.

Причины срабатывания датчика тяги Поводом для срабатывания датчика тяги могут стать различные факторы: Засорение дымохода. Неправильная установка дымохода для газового котла, или ошибка в расчете его размеров. Произведен неправильный монтаж газового котла. Остановка вентилятора (в котлах с принудительной тягой).

Внимание! Если сработал датчик тяги, то для этого были веские причины, следует в них внимательно разобраться. Но категорически запрещается принудительно замыкать контакты датчика тяги, для возобновления работы котла

Также не допустима работа котла без исправного датчика тяги.

Термодатчик для котлов с естественной тягой и пневмодатчик для котлов с принудительной тягой являются надежными элементами защиты газовых котлов отопления. Для дополнительной защиты можно установить внешний газоанализатор воздуха на предмет загазованности. Это обеспечит полный контроль работы котла, даже при неисправности одного из датчиков.

Конструкция (схема) установки

Котельную автоматику разделяют на несколько уровней. К ним можно отнести:

• І уровень– в комплектации есть термостаты и регуляторы, которые поддерживают температуру воздуха, а также возможность отопительного графика.
• ІІ уровень– ко всем функциям первой категории добавляются еще регуляторы мощности оборудования, а также ее контролеры и возможность каскадного подключения и его регуляторы.
• ІІІ уровень – имеет пульт управления, который выводит на экран все показания датчиков и регуляторов.

Рис. 2 Металлический шкаф для автоматики Устанавливают автоматическую станцию котельной в специальном металлическом шкафу.

В эту схему входят:

• Контроллеры, которые программируются;
• Вторичные источники питания;
• Бесперебойное питание схемы;
• Концентратор;
• Операторская панель;
• Коммутационная аппаратура;
• Компьютер.

Рис. 3 Операторская панель автоматики

3 Обзор производителей и популярных моделей

Стоимость блоков управления будет варьироваться в зависимости от функциональных возможностей конкретной модели. Самыми дорогими считаются электронные приборы, имеющие функцию программирования. Такая автоматика позволяет владельцу настраивать работу оборудования по своему усмотрению и существенно снижает расход газа, обеспечивая необходимую безопасность при эксплуатации техники.

Одним из крупнейших производителей автоматики для котлов является итальянская компания «Evrosit». Блоки управления от этого бренда отличаются универсальностью в использовании. В продаже можно подобрать модели, которые подходят для котлов с мощностью 7−24 кВт. Предлагается как относительно недорогая итальянская автоматика для газовых котлов с простым функционалом, так и топовые модули, которые позволяют полностью контролировать работу отопителя, интегрируя его в систему «Умный дом».

Немецкий концерн «Honeywell» занимается производством газовых отопителей более 100 лет. Среди предложений этого бренда можно найти универсальную автоматику, которая предназначается как для использования с бытовыми отопительными, так и с промышленными установками. Большую популярность заслужила базовая система Honeywell 5474, которая имеет необходимый набор контролирующих функций, обеспечивающих эффективную работу котла и его полную безопасность. Даже старое оборудование с такой автоматикой будет отличаться экономичностью и универсальностью.

Популярностью на отечественном рынке пользуется и автоматика безопасности газовых котлов от российского производителя «Орион». В базовом комплекте можно найти датчик тяги и пьезокерамический розжиг. Блок автоматики следит за показателями давления в магистрали, при необходимости отключая подачу газа или увеличивая интенсивность работы горелки. Преимуществом является доступная стоимость, функциональность, надежность и простота эксплуатации.

Безопасность автоматической установки

Одной из основных функций автоматических установок является обеспечение безопасности пользователей и котельного оборудования.

Сигнализация, которая означает возникновение непредвиденной ситуации в установке, оповещает об:

• Утечке газа или другого топлива;
• Увеличении или снижении давления (газа, воды, пара) в системе;
• Авариях котлов;
• Выброса угарного газа;
• Нарушении пожарной безопасности.

Схема котельной автоматики устроена таким образом, чтобы оператор мог управлять ею дистанционно. При этом он может просматривать дневник неисправностей, благодаря которому работники сервисного центра с легкостью выявят все сбои в системе. Также есть возможность управлять установкой с помощью телефона. Для этого используется специальный код, при наборе которого автоматика переходит на другой режим работы (предварительно установленный).

Какой выбрать

Механические блоки управления требуют внимания пользователя для запуска котла и во время эксплуатации. Настройка таких параметров, как потребление газа, мощность котла и температура теплоносителя устанавливается со значительной погрешностью, приблизительно и корректируется при необходимости только вручную. В противовес этому они не зависят от электричества и его качества, отличаются большей надежностью и долговечностью. Главное же преимущество в низкой стоимости автоматики и котла в целом.

Электронное управление позволяет задать оптимальный режим работы даже с учетом суточного и недельного расписания. Работа полностью автоматизирована. Запуск, основной режим работы и реагирование на любые нештатные ситуации происходит без участия пользователя. Установка параметров системы гораздо точнее. Температура теплоносителя настраивается вплоть до градуса, а потребление газа существенно снижается, ведь котел будет работать только тогда, когда это действительно необходимо. Однако за комфорт придется выложить, куда большие деньги.

Учитывая, что котел покупается всего раз и надолго, если бюджет позволяет, лучше отдать предпочтение газовым котлам с электронной начинкой в сочетании с ИБП и стабилизатором.

Наиболее частые неисправности автоматики и методы их устранения

Перед тем как настроить автоматику на котле, необходимо провести ее диагностику. Как правило, случаются серьезные неисправности, которые потребуют вмешательства специалиста. Регулировку также можно доверить газовых дел мастеру. Либо можно произвести ее собственноручно, ознакомившись с инструкцией по эксплуатации.

Внимание! Перед каждой сезонной эксплуатацией необходимо проверять работу датчиков безопасности. Чаще всего засоряется фильтр, возникают проблемы с клапанами, из-за скачков напряжения перегорают датчики, обнаруживается утечка газа

Правильную очистку фильтра должен делать мастер. Замену электронных элементов можно попробовать произвести самостоятельно, внимательно изучив инструкцию по эксплуатации вашего котла

Чаще всего засоряется фильтр, возникают проблемы с клапанами, из-за скачков напряжения перегорают датчики, обнаруживается утечка газа. Правильную очистку фильтра должен делать мастер. Замену электронных элементов можно попробовать произвести самостоятельно, внимательно изучив инструкцию по эксплуатации вашего котла.

Для того чтобы заменить датчик температуры, необходимо отключить газовый котел и остудить воду до температуры 40 градусов. Перекрыть поступление теплоносителя, снять ручку управления посредством откручивания винта. Далее демонтировать винт настройки РТВ. Вынуть сильфон датчика с опорной шайбой. Отвернуть накидную гайку термобаллона датчика. Установить термобаллон исправного датчика в рубашку котла и герметично закрутить. Установить сильфон датчика в гнездо трубы, установить опорную шайбу на сильфон, установить винт настройки РТВ и произвести настройку температуры.

Если же возникают проблемы с розжигом запальника, то одной из возможных ее причин является неисправность датчика тяги. В таком случае его необходимо демонтировать, продиагностировать, поверить контакты, прочистить, при необходимости заменить на новый.

Также частыми причинами, почему не зажигается запальник, могут быть:

• неисправность газового крана;
• засорение отверстия в форсунке запальника (прочистить его возможно проволокой);
• сильная тяга воздуха;
• низкое давление газа на входе.

При отключении подачи газа необходимо проверить дымоход (он может быть засорен), электромагнит, давление газа на входе в газовый котел.

Внимание! Для диагностики и ремонта автоматики газового котла необходимо приглашать специалиста. Неумелые действия могут усугубить проблему и повлечь нежелательные последствия

Для автоматики систем АГУК, АГУ-Т-М, АГУ-П наиболее частой проблемой является перегорание биметаллической пластины, которая используется в качестве чувствительного элемента.

В «Арбате» и «Орионе» заменить можно лишь термопару и датчик тяги, а также электромагнитный клапан (редко). Блок автоматики ремонту практически не подлежит. В «Арбате» часто ломается кнопка отключения системы.

Характерными проблемами для автоматики САБК являются повреждение мембран главного клапана, высыхание сальниковой набивки терморегулятора, в результате чего происходит утечка газа. Контролю подлежат импульсные трубки, биметаллические пластины, шариковые клапаны.

В заключение хочется еще раз подчеркнуть, что автоматика предназначена для поддержания работы отопительного оборудования в безопасном режиме. Поэтому она просто необходима владельцам газовых котлов.

В этом видео показано устранение неисправности автоматики котла АОГВ, пошаговый процесс сборки и тестирование результата.

Клапан

Клапаны устанавливаются на котлы со встроенными газовыми горелками. Задача клапана – открыть или закрыть подачу газа.

Клапан с пьезоэлектрическим розжигом

Используются в газовых котлах, независимых от электричества. Открывается такой клапан вручную, после чего пламя поджигается пьезоэлементом. Открытое состояние клапана обеспечивает катушка, подключенная к термопаре (при нагреве горелки в термопаре возникает ЭДС).

Подробнее о принципе работы термопары читайте здесь.

Электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан КЭГ

Это гидравлический элемент, регулирующий поток газа под воздействием электромагнитных сил.

Для функционирования электромагнитного клапана необходимо электропитание.

Открывает или закрывает путь газовому потоку сердечник, связанный с седлом устройства.

Седло клапана, в зависимости от конструкции, может иметь несколько положений в рабочем цикле:

1. Одностадийный: имеет два положения – «открыто» и «закрыто». Если на катушку подается ток, клапан открывается до максимума, при отсутствии электропитания – закрывается.
2. Двухстадийный: кроме двух крайних положений имеет одно промежуточное (оно для клапана этого типа является начальным). В этом положении обеспечивается частичный расход газа. Максимальное открытие клапана происходит через некоторый промежуток времени, когда на горелке появится устойчивый факел. Такая конструкция обеспечивает плавный пуск газовой горелки.
3. Трехстадийный: имеет два промежуточных положения. Такие клапаны устанавливаются на котлах с двумя ступенями мощности.
4. С модуляцией: между крайними положениями клапан может открываться на произвольную величину в соответствии с командами модулятора мощности.

Автоматика напольных газовых котлов

Газовые напольные котлы представляют собой довольно внушительные устройства, которые применяют для обогрева частных домов. Большинство этих установок имеют автоматические системы безопасности, которые не требуют подключения к электропитанию.

Эти средства автоматизации должны перекрыть подачу топлива (на запальник и горелку) в трех возможных случаях:

1. Если из-за задувания или по другим причинам произошло затухание пламени главной горелки.
2. Если в канале дымохода по каким-либо причинам пропадает или сильно падает естественная тяга.
3. Если наблюдается снижение давления газа до критического уровня в основной трубе, подающей топливо.

Полностью схема работы автоматик оговорены в нормативных документах и техническом паспорте газового оборудования.

Разновидности автоматики

Важно!!! Перед тем, как приобрести комплекс автоматики для котла отопления необходимо выяснить возможность по подключению устройств между собой. Такая информация имеется в инструкции по эксплуатации. Вся продукция, производящаяся на сегодняшний день в категории Контролирующие автоматические системы для котлов, подразделяется на 2 группы:

Вся продукция, производящаяся на сегодняшний день в категории Контролирующие автоматические системы для котлов, подразделяется на 2 группы:

• энергонезависимые;
• энергозависимые.

Энергонезависимому агрегату для функционирования электроэнергия не требуется, тогда как второму виду для работы необходимо электричество в 12В напряжения, а также гибкая подводка для отопления помещения. Рассмотрим оба вида автоматики более подробно.

Энергонезависимая автоматика

К энергонезависимым видам автоматики отопления относятся механические агрегаты по регулированию и контролю горения газа в котлах отопления. Когда нужно сделать выбор из 2-х групп автоматики, многие стремятся купить автоматику для газового котла именно в механическом варианте.

Почему выбирают механический контроль:

В чем состоит суть настройки в ручном режиме? Прибор оснащен таким удобным компонентом, как плата управления газового котла, а также шкалой температур от минимума до максимума. При установке стрелки регулятора на конкретный уровень, он задается отопителю. После зажигания котла, начинает функционировать терморегулятор, устанавливающий заданный параметр температуры, закрывая или открывая кран для подачи топлива.

Вмонтированная термопара в теплообменник для касается теплоносителя, и имеет в составе особый стержень, изготовляемый из реагирующего на различные изменения температуры материала. Главным образом он изготавливается из инвара, который является сплавом железа и никеля. При воздействии температуры стержень удлиняется или укорачивается. Он соединяется с клапаном, который под действием стержня и осуществляет регулирование подачи на горелку газа.

Сегодня производители к механическому блоку автоматики добавляют еще 2 датчика:

датчик пламени.

Оба датчика моментально отключают поступление газа в котел, в случае резкого снижения давления в трубе или в случае падения тяги в дымоходе. Такая погодозависимая автоматика систем отопления для загородной дачи или дома. Датчики имеют устройство, которое основано на изгибе тонкой пластины, которая изготовлена из сплава 2-х металлов. К примеру, если температура высока, происходит выгибание пластины и удержание клапана в открытом состоянии. Если пламя уменьшилось, происходит выпрямление пластины и клапан перекрывается. Такая же процедура осуществляется и с датчиком тяги в дымоходе.

Энергозависимая автоматика

Примером может служить энергозависимая автоматика для газовых котлов отопления Арбат. Она представляет собой электронное устройство, основная задача которого заключается в регулировании процесса подачи газа за счет открытия и закрытия крана.

Устройство является сложным механизмом, а производители добавляют ему еще ряд дополнительный функций:

В настоящее время производители движутся дальше, поскольку требования к комфортному использованию котлов повышаются, автоматика наделяется еще и следующими функциями:

Выходит, что данный тип является автоматикой безопасности котлов отопления. Еще большой популярностью сегодня пользуются электрические водонагреватели для отопления, применяемые в небольших квартирах и загородных домах. Отдельного внимания заслуживает система диагностики. Она обеспечивает возможность предотвратить возникновение различных серьезных неисправностей. Конечно, это позволяет значительно экономить на ремонте оборудования.

Сегодня на рынке можно встретить различные приборы отопления электрические энергозависимые.

Это могут быть как обычные блоки, которые не имеют программного управления, так и программируемые. Вторые удобны тем, что есть возможность задавать необходимый режим температуры на значительный отрезок времени, вплоть до недели. К примеру, посмотрев прогноз погоды, есть возможность установить требуемую температуру на каждый следующий день, что обеспечит сохранность в квартире комфортного температурного режима. Также можно программировать температуру, как в ночное, так и дневное время.

Контроллер ↑

Контроллеры — это специальные электронные устройства, которые призваны реализовать довольно  сложный алгоритм управления установкой отопления при меняющихся условиях внешней среды. По своим функциям и возможностям контроллеры различны. Но во всех установлены специальные датчики температуры и давления.  Контроллеры хорошо классифицированы. Их различают по алгоритмам управления, по объектам управления, по непосредственной интеграции с котлом, по коммуникативным возможностям и т.д.

Полезное видео

(описание)
В котельной размещены два котла (модели Vitoligno-100 и Vaillant). Контроллер отопления марки Kromschroder E8.0634. При затапливании котла Vitoligno-100 прекращается синхронно работа второго котла (Vaillant). Приводом закрывается труба отопления газового котла, присоединяя трубу твердотопливного аппарата. Твердотопливный котел функционирует на аккумулирующую емкость, из коей в систему отопления поступает горячая вода. При завершении работы котла заканчивается и работа емкости, температура снижается менее 30 град Вновь включается газовый котел, отопительная система получает тепло от него непосредственно. Вода в бойлере греется от аккумуляционной емкости, если температура в ей выше 50 град., В случае более низких показателей температуры, горячую воду обеспечивает газовый котел. Вся система работает в автоматическом режиме. Два отопительных контура: один радиаторного типа, другой — типа отопления теплым полом. Установлена пара смесительных узлов.

https://youtube.com/watch?v=fKl1SDXYieM

Комплексные решения для управления котлами

Для обслуживания промышленных газовых систем отопления все чаще применяются не отдельные компоненты автоматики, реализующие точечные функции, а мульти-блоки. Они могут включать в себя и управляющую механику, которая непосредственно отвечает за состояние горелок и клапанов, и средства интеллектуального контроля. Ко второй группе можно отнести датчики, стабилизаторы, термостаты и контроллеры. Также устройство автоматики газовых котлов такого типа предусматривает наличие панелей управления, включающих клавиатуру для ввода данных. Пользователь может вводить значения и команды напрямую в процессорный блок.

Сколько стоит автоматика котла

Стоимость варьируется от нескольких тысяч рублей, до половины стоимости котла. На цену влияет несколько факторов:

1. Страна производитель.
2. Тип автоматики.
3. Комплектация.

Отечественная автоматика в полной комплектации, включающей горелочное устройство, запальник и мультиблок управления, обойдется приблизительно в 5-6 тыс. руб. За эту сумму, можно приобрести комплект АПОК – 1, Искра, Вакула и т.п.

Итальянская автоматика управления на базе микропроцессора, будет стоить, начиная от 10 тыс. руб. и выше. Стоимость мультиблока, приблизительно на 1-2 тыс. руб. выше, чем у отечественного аналога.

Принцип работы энергонезависимой автоматики

Независимые от энергии приборы автономны, им неважно наличие электрической сети, они имеют лёгкое ручное управление. После самостоятельной установки владельцем необходимой температуры, нагрев поддерживается в автоматическом режиме, то есть путём регулировки подачи газа в горелку

Функционирует автоматика для газового агрегата таким способом: в работающем котле при помощи термостата, который соединён с клапаном и подаёт топливо в горелку, отслеживается соответствие температуры установленным параметрам. Термопара, установленная в теплообменнике, фиксирует температуру теплоносителя. Главный элемент термопары – это инваровый стержень. Он чутко реагирует на изменения температуры. Стержень воздействует на клапан, настраивающий подачу газа, он удлиняется при нагреве и становится короче при охлаждении.

С повышением температуры приток топлива становится меньше – и пламя тухнет до той поры, пока стержень не станет холодным.

Про виды термопары можно узнать на странице https://teplofan.ru/sistemy-otopleniya/komplektuyushhie/termopara.

Принцип работы датчиков тяги и пламени аналогичен функционированию автоматики котла при изменениях температуры теплового носителя. Один датчик чувствителен к ухудшению тяги дыма, другой – к сильному снижению газового давления в трубе. Принцип работы автоматики тот же: расширение или деформация материала при сильном нагреве. В состав датчика тяги, который находится в дымовом колпаке, входит пластина из биметалла. С ухудшением тяги, горючие газы дыма скапливаются и перегревают пластину. Пластина изгибается, контакты разъединяются, газ в камеру сгорания не поступает. Похожим способом функционирует и датчик пламени.

Несмотря на удобство электроники, многие всё же выбирают механическую автоматику для газового котла. На это есть несколько причин:

1. Управление такой автоматикой элементарное.
2. Энергонезависимая система стоит намного меньше устройств, потребляющих энергию.
3. Не боится отключения сети электропитания, скачков напряжения, что не вынуждает приобретать стабилизатор напряжения.

По способу выбрасывания отработанных газов

По тому, как выводится дым, различают такие виды котлов:

1. Дымоходные.
2. Турбированные.
3. Парапетные.

Первая разновидность – это котлы с открытой камерой сгорания. Как видно из названия, им требуется монтаж добротного дымохода.

Схема турбированного двухконтурного газового котла

У турбированных котлов камера сгорания закрытая, а газы принудительно выводит встроенный вентилятор. Таким приборам нужна коаксиальная труба (по сути – это две трубы одна в одной: по внутренней трубе выходит дым, а по наружной поступает кислород, необходимый для процесса горения). Трубы прокладываются через наружные стены без монтирования вертикального канала.

Парапетные. Котлы похожи на предыдущий вариант (тоже имеет закрытую камеру сгорания и двойную трубу), но удаление дыма происходит за счёт естественной циркуляции воздуха, а не вентилятором. Поэтому парапетные котлы не нуждаются в электроэнергии.

Принцип действия автоматики. Основные узлы

Рассматривая внутреннее устройство приборов автоматики безопасности, можно сделать однозначный вывод, что главными элементами конструкции являются предохранительный и основной клапаны, перекрывающие подачу топлива в рабочую зону или открывающие доступ газу в камеру сгорания. На этом действии построена вся автоматика для газовых котлов отопления. Различия могут быть только в наличии дополнительных функций у приборов автоматической регулировки и способах управления ими.

Устройство работает за счет взаимодействия обоих клапанов.

Выбирая необходимую температуру воздуха для отапливаемого помещения, устанавливаем регулятор в нужное положение. За всем процессом четко следит термостат, который оснащен датчиками, регулирующими объем поступающего газа в камеру сгорания. Благодаря двум клапанам, отсечному и моделирующему, установленному в термостате, регулируется поток газа, следовательно, и интенсивность нагрева котла. Схема расположения основных мест регулировки на приборах примерно выглядит таким образом.

Следует детальнее остановиться на том, какие виды автоматики существуют для домашних котлов на газообразном топливе, на каком принципе основана работа автоматических приборов, и как это отражается на безопасности и эффективности автономной системы отопления.